拟除虫菊酯化合物及应用.pdf

本发明涉及一种拟除虫菊酯化合物，以及这几种化合物的制备方法及其在卫生杀虫产品中的应用。其通式为(A)，式中R1为甲基、甲氧基甲基(-CH2OCH3)或者H原子，R2为-CF3或-COOCH(CF3)2。实验表明，通式为(A)的化合物对蚊、蝇、德国小蠊等卫生害虫有很好的防治效果。

1.  一种以通式(A)给出的拟除虫菊酯化合物：

其中R₁为甲基、甲氧基甲基(-CH₂OCH₃)或者H原子，R₂为-CF₃或

2.  根据权利要求1所述的拟除虫菊酯化合物，其特征在于：
当R1为甲基，R2为-CF₃时为化合物(1)2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯

当R1为甲基，R2为-COOCH(CF₃)₂时为化合物(2)2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯

当R1为甲氧基甲基，R2为-CF₃时为化合物(3)2，3，5，6-四氟-4-甲氧基甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯

当R1为甲氧基甲基，R2为-COOCH(CF₃)₂时为化合物(4)2，3，5，6-四氟-4-甲氧基甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯

当R1为H，R2为-CF₃时为化合物(5)2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯

当R1为H，R2为-COOCH(CF₃)₂时为化合物(6)2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯


3.  权利要求1或2所述的拟除虫菊酯化合物在防治卫生害虫方面的应用。

4.  根据权利要求3所述的拟除虫菊酯化合物的应用，其特征在于：所述卫生害虫为蚊、蝇或德国小蠊。

5.  根据权利要求3所述的拟除虫菊酯化合物的应用，其特征在于：以所述结构满足(A)的化合物作为原药，制备成各种形式的杀虫剂，用于除杀蚊、蝇或德国小蠊。

6.  根据权利要求5所述的拟除虫菊酯化合物的应用，其特征在于：所述各种形式的杀虫剂包括盘式蚊香、电热蚊香片、电热液体蚊香或杀虫气雾剂。

拟除虫菊酯化合物及应用
技术领域
本发明涉及拟除虫菊酯化合物，以及其制备方法和防治卫生害虫领域的应用。
背景技术
拟除虫菊酯类化合物可以用于防治蚊虫，并且具有较高的杀虫活性，这已经广为人知。由于其具有高效、低毒、低残留、环境兼容性好的特点，在卫生害虫的防治领域得到了广泛的应用。但是随着使用时间的增长，蚊蝇对一些传统的拟除虫菊酯产品(如丙烯菊酯)等产生了一定的抗性，为了达到以前同样的防治效果需在蚊香或气雾剂等产品中添加的拟除虫菊酯原药量大大增加了。这不但提高了生产成本，也加重了环境负担。
本发明通过对传统拟除虫菊酯酸、醇部分的结构改造，形成了一系列新颖的含氟拟除虫菊酯化合物。这些化合物初步药效试验表明具有很好的杀虫活性，击倒快，致死率高，蒸汽压高在常温下可以稳定持续挥发，适合生产卫生用杀虫制剂产品。同时由于氟元素的引入，也大大降低了害虫的抗性风险。
发明内容
本发明的目的就是提供一种新颖的拟除虫菊酯化合物，及其在防治蚊、蝇、德国小蠊等卫生害虫上的应用。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
以通式(A)给出的拟除虫菊酯化合物：

其中R₁为甲基、甲氧基甲基(-CH₂OCH₃)或者H原子，R₂为-CF₃或
当R1为甲基，R2为-CF₃时为化合物(1)2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯

当R1为甲基，R2为-COOCH(CF₃)₂时为化合物(2)2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯

当R1为甲氧基甲基，R2为-CF₃时为化合物(3)2，3，5，6-四氟-4-甲氧基甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯

当R1为甲氧基甲基，R2为-COOCH(CF₃)₂时为化合物(4)2，3，5，6-四氟-4-甲氧基甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯

当R1为H，R2为-CF₃时为化合物(5)2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯

当R1为H，R2为-COOCH(CF₃)₂时为化合物(6)2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯

本发明所述化合物中包括符合(A)式的任何具有杀虫活性的立体异构体。
本发明还提供所述结构满足式(A)的化合物的制备方法，即所述化合物可由以下步骤制备：
将结构式为(Y)的菊酸酰氯和结构式为(X)的四氟苄醇酯化制备。

酯化反应可以在甲苯、二甲苯、环己烷等有机溶剂中进行，菊酸酰氯与四氟苄醇的摩尔比为0.8：1—1.5：1，加入吡啶作为缚酸剂。
本发明还提供所述的化合物在除杀蚊、蝇或德国小蠊等卫生害虫方面的应用。
所述化合物的上述应用是以所述化合物(A)作为原药，按照常规方法制备成各种形式的杀虫剂，用于除杀蚊、蝇或德国小蠊。
所述各种形式的杀虫剂包括盘式蚊香、电热蚊香片、电热液体蚊香或杀虫气雾剂等。
以下对所述结构满足(A)的本发明化合物为原药在制备各种形式杀虫剂中的应用进行详细描述：
(一)制备盘式蚊香
所述的盘式蚊香是将本发明的化合物配制成液体形式后加入到基材中制成的，其中本发明化合物的含量为0.01-3.0w/w％。
本发明所述化合物配制成的液体形式是乳油或以煤油为溶剂的溶液。
所述乳油可以在制备基材(香坯)时，加水拌入到盘式蚊香基材中，形成含有上述浓度的本发明化合物的盘式蚊香，然后烘干。所述乳油中还含有表面活性剂和其他助剂；所述表面活性剂的实例包括烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、聚氧化烯烷基醚、聚氧化烯烷基芳基醚、聚氧化烯苯乙烯基苯基醚、多元醇醚或糖醇衍生物中的一种或两种以上混合物；所述其他助剂的实例包括芳香剂、着色剂或杀菌剂中的一种或两种以上的混合物。
所述盘式蚊香的基材由一种或多种可燃性物质以及一种或多种粘合剂组成，其中可燃性物质与粘合剂的重量比为90:10至99.9：0.1。可燃性物质的实例包括选自木粉、除虫菊抽出粉、柑橘皮粉、棕榈油粉、椰子壳粉或胡桃壳粉的植物干粉，或选自木炭粉、活性炭粉或煤粉的碳粉，或它们的混合物；粘合剂的实例包括选自木薯淀粉、玉米淀粉或小麦淀粉的淀粉、酪蛋白、甲基纤维素、羧甲基纤维素或聚乙烯醇及其混合物的聚合物。
所述盘式蚊香基材通常是通过混合可燃性物质与粘合剂，与水捏合，成型并烘干制备的。盘式蚊香基材的形状没有限制，可以是盘状或条状。本发明在一套的两线香中通常使用直径约12cm和厚度为3-5mm的常规盘卷状基材。
以上得到的盘式蚊香可以常规方法使用。即，在害虫的栖息地(例如住宅，办公室，畜棚)或其附近点燃本发明的盘式蚊香。盘式蚊香的燃烧能够使式(A)的酯化合物挥发，当空气中的有效成分达到一定的浓度后，对蚊，蝇，德国小蠊等卫生害虫产生刺激、驱赶、麻痹、击倒及致死作用，从而达到对蚊虫、蝇，德国小蠊等卫生害虫的控制。
(二)制备电热蚊香片
所述电热蚊香片是将含有本发明化合物的溶液滴加和/或涂敷在多孔物基材上制得的，所述蚊香片中本发明化合物的含量为1-20mg/片。所述含有化合物(A)的溶液中还含有选自抗氧化剂、熏蒸调节剂、香料或染料的添加剂。
所述电热蚊香片的多孔基材的实例包括纸浆、石棉、合成的多孔树脂、多孔无机粉末、玻璃纤维、磺物粉末或多孔瓷材料；所述多孔基材为长30-35mm，宽20-22mm，厚1.5-2mm的片状。用于本发明的多孔垫的一个例子是含50％重量的棉纤维和50％重量的纸浆纤维的片，从吸收性和保留杀虫活性组分的观点看，最好是使用天然纤维材料制片。
在害虫的栖息地(例如住宅，办公室，畜棚)或其附近使用本发明的电热蚊香片时，通过电加热板控制一定的温度，片中浸渍的药物就开始徐徐的挥散。当空间的有效成分达到一定的浓度后，就能对蚊，蝇，德国小蠊等卫生害虫产生刺激、驱赶、麻痹、击倒及致死作用，从而达到对蚊虫、蝇，德国小蠊等卫生害虫的控制。
(三)制备电热液体蚊香
所述电热液体蚊香是将本发明化合物溶解于脂肪烃中，然后加入0.1-0.5％的抗氧化剂，0.1-1％香料，配制成含有0.1-2％本发明的化合物的溶液而得到的；所述脂肪烃优选C14组分的脂肪烃。
电热液体蚊香液通过芯棒的毛细作用，将蚊香液从芯棒的底部带到新版的上部，在环形加热器的电加热作用下，使空间的有效成分达到一定的浓度后，就能对蚊，蝇，德国小蠊等卫生害虫产生刺激、驱赶、麻痹、击倒及致死作用，从而达到对蚊虫、蝇，德国小蠊等卫生害虫的控制。
(四)制备杀虫气雾剂
所述杀虫气雾剂是将本发明的化合物、煤油以及根据情况选择的增效剂、芳香剂、杀菌剂在室温或加热条件下混合起来的组合物加入一个装有一个阀的罐中，并通过该阀在压力下向罐中加入推进剂制得，最终组合物中本发明化合物的含量为0.001-0.5w/w％；所述推进剂占组合物总重量的20-60％；优选液化石油气、丙丁烷、二甲醚或压缩空气，进一步优选丙丁烷。
在害虫的栖息地使用本发明的杀虫气雾剂时，控制阀门打开，在推进剂的压力作用下，产生高速气流，将罐内含有效成分的药液分散雾化和推进剂的气化，形成的含有效杀虫成分的微小液珠悬浮在空气中，与蚊，蝇，德国小蠊等卫生害虫接触，达到快速杀灭害虫的目的。
基于上述研究成果，本发明提出了本发明的化合物在杀灭蚊，蝇，德国小蠊等卫生害虫方面的应用，并提出了具体的应用方式。经过实验，证明了本发明所述化合物以及以其为原药制备的各种杀虫剂对家蝇、淡色库蚊、德国小蠊等有显著的防治效果。和传统的卫生杀虫剂丙烯菊酯进行药效测试，结果显示，化合物(3)、(4)的药效在丙烯菊酯的10倍以上。
具体实施方式
下面用实施例的形式详细解释本发明的技术方案和效果，但本发明并不限于以下实施例。
制备实施例1：2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯化合物(1)的合成
在一只2000ml的四口瓶中，投入2，3，5，6-四氟对甲基苯甲醇97.0g(0.5mol)，吡啶50.0g，溶于800ml甲苯，投毕搅拌，0-5℃下滴加2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酰氯135.9g(0.6mol)，滴毕升至20℃反应4小时。用400ml 5％盐酸洗涤一次，再用400ml 5％NaHCO₃洗涤一次，分出油层在10mmHg负压下加热至100℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯，重量188.7g，含量为97.8％，收率96.1％。该化合物的分子式：C₁₇H₁₅F₇O₂分子量：384，核磁共振谱(¹H(ppm)CDCl₃)1.11(m，6H)；1.06-1.51(m，2H)；2.35(s，3H)；5.34(m，2H)；5.93(d，1H)；5.70(s，1H)。
制备实施例2：2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯化合物(2)的合成
在一只2000ml的四口瓶中，投入2，3，5，6-四氟对甲基苯甲醇97.0g(0.5mol)，吡啶50.0g，溶于800ml甲苯，投毕搅拌，0-5℃下滴加2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酰氯211.5g(0.6mol)，滴毕升至20℃反应4小时。用400ml 5％盐酸洗涤一次，再用400ml5％NaHCO₃洗涤一次，分出油层在10mmHg负压下加热至100℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯，重量250.3g，含量为96.9％，收率95.1％。该化合物的分子式：C₂₀H₁₆F₁₀0₄分子量：510，核磁共振谱(¹H(ppm)CDCl₃)1.11(m，6H)；1.06-1.51(m，2H)；2.35(s，3H)；5.34(m，2H)；6.44(d，1H)；6.14(s，1H)；3.98(s，1H)。
制备实施例3：2，3，5，6-四氟-4-甲氧甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯化合物(3)的合成
在一只2000ml的四口瓶中，投入2，3，5，6-四氟对甲氧甲基苯甲醇112.0g(0.5mol)，吡啶50.0g，溶于800ml甲苯，投毕搅拌，0-5℃下滴加2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酰氯135.9g(0.6mol)，滴毕升至20℃反应4小时。用400ml5％盐酸洗涤一次，再用400ml 5％NaHCO₃洗涤一次，分出油层在10mmHg负压下加热至100℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2，3，5，6-四氟-4-甲氧甲基苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯，重量205.7g，含量为97.5％，收率96.9％。该化合物的分子式：C₁₈H₁₇F₇O₃分子量：414，核磁共振谱(¹H(ppm)CDCl₃)1.11(m，6H)；1.06-1.51(m，2H)；3.24(s，3H)；4.63(s，2H)；5.34(m，2H)；5.93(d，1H)；5.70(s，1H)。
制备实施例4：2，3，5，6-四氟-4-甲氧甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯化合物(4)的合成
在一只2000ml的四口瓶中，投入2，3，5，6-四氟对甲氧甲基苯甲醇112.0g(0.5mol)，吡啶50.0g，溶于800ml甲苯，投毕搅拌，0-5℃下滴加2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酰氯211.5g(0.6mol)，滴毕升至20℃反应4小时。用400ml5％盐酸洗涤一次，再用400ml5％NaHCO₃洗涤一次，分出油层在10mmHg负压下加热至100℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2，3，5，6-四氟-4-甲氧甲基苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯，重量280.2g，含量为97.2％，收率96.7％。该化合物的分子式：C₂₁H₁₈F₁₀O₅分子量：540，核磁共振谱(¹H(ppm)CDCl₃)1.11(m，6H)；1.06-1.51(m，2H)；3.24(s，3H)；4.63(s，2H)；5.34(m，2H)；6.44(d，1H)；6.14(s，1H)；3.98(s，1H)。
制备实施例5：2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯化合物(5)的合成
在一只2000ml的四口瓶中，投入2，3，5，6-四氟苯甲醇90.0g(0.5mol)，吡啶50.0g，溶于800ml甲苯，投毕搅拌，0-5℃下滴加2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酰氯135.9g(0.6mol)，滴毕升至20℃反应4小时。用400ml5％盐酸洗涤一次，再用400ml 5％NaHCO₃洗涤一次，分出油层在10mmHg负压下加热至100℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(3，3，3-三氟-丙烯基)环丙烷羧酸酯，重量182.7g，含量为98.2％，收率97.5％。该化合物的分子式：C₁₆H₁₃F₇0₂分子量：370，核磁共振谱(¹H(ppm)CDCl₃)1.11(m，6H)；1.06-1.51(m，2H)；6.57(s，1H)；5.34(m，2H)；5.93(d，1H)；5.70(s，1H)。
制备实施例6：2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯化合物(6)的合成
在一只2000ml的四口瓶中，投入2，3，5，6-四氟苯甲醇90.0g(0.5mol)，吡啶50.0g，溶于800ml甲苯，投毕搅拌，0-5℃下滴加2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酰氯211.5g(0.6mol)，滴毕升至20℃反应4小时。用400ml5％盐酸洗涤一次，再用400ml 5％NaHCO₃洗涤一次，分出油层在10mmHg负压下加热至100℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2，3，5，6-四氟苄基-2，2-二甲基-3-(2，2，2-三氟-1-三氟甲基乙氧基甲酰)乙烯基环丙烷羧酸酯，重量244.7g，含量为97.7％，收率96.4％。该化合物的分子式：C₁₉H₁₄F₁₀O₄分子量：496，核磁共振谱(¹H(ppm)CDCl₃)1.11(m，6H)；1.06-1.51(m，2H)；3.24(s，3H)；6.57(s，1H)；6.44(d，1H)；6.14(s，1H)；3.98(s，1H)。
应用实施例1
向99.92重量份的玉米淀粉、碳粉和木粉(1:5:4)的混合物中加入120重量份的水并捏合成形，然后烘干形成线香状蚊香基材(直径12.0cm，厚4mm，一对重40g)。
另一方面，制备化合物(1)在煤油中的0.4w/v％溶液。
在该套线香基材上用微型注射器均匀滴加8ml上述溶液，然后在室温下放置3小时以得到一套具有0.08w/w％化合物(1)的盘式蚊香I。
应用实施例2
向99.92重量份的玉米淀粉、碳粉和木粉(1:5:4)的混合物中加入120重量份的水并捏合成形，然后烘干形成线香状蚊香基材(直径12.0cm，厚4mm，一对重40g)。
另一方面，制备化合物(2)在煤油中的0.4w/v％溶液。
在该套线香基材上用微型注射器均匀滴加8ml上述溶液，然后在室温下放置3小时以得到一套具有0.08w/w％化合物(2)的盘式蚊香II。
应用实施例3
向99.92重量份的玉米淀粉、碳粉和木粉(1:5:4)的混合物中加入120重量份的水并捏合成形，然后烘干形成线香状蚊香基材(直径12.0cm，厚4mm，一对重40g)。
另一方面，制备化合物(3)在煤油中的0.4w/v％溶液。
在该套线香基材上用微型注射器均匀滴加8ml上述溶液，然后在室温下放置3小时以得到一套具有0.08w/w％化合物(3)的盘式蚊香III。
应用实施例4
向99.92重量份的玉米淀粉、碳粉和木粉(1:5:4)的混合物中加入120重量份的水并捏合成形，然后烘干形成线香状蚊香基材(直径12.0cm，厚4mm，一对重40g)。
另一方面，制备化合物(4)在煤油中的0.4w/v％溶液。
在该套线香基材上用微型注射器均匀滴加8ml上述溶液，然后在室温下放置3小时以得到一套具有0.08w/w％化合物(4)的盘式蚊香IV。
应用实施例5
向99.92重量份的玉米淀粉、碳粉和木粉(1:5:4)的混合物中加入120重量份的水并捏合成形，然后烘干形成线香状蚊香基材(直径12.0cm，厚4mm，一对重40g)。
另一方面，制备化合物(5)在煤油中的0.4w/v％溶液。
在该套线香基材上用微型注射器均匀滴加8ml上述溶液，然后在室温下放置3小时以得到一套具有0.08w/w％化合物(5)的盘式蚊香V。
应用实施例6
向99.92重量份的玉米淀粉、碳粉和木粉(1:5:4)的混合物中加入120重量份的水并捏合成形，然后烘干形成线香状蚊香基材(直径12.0cm，厚4mm，一对重40g)。
另一方面，制备化合物(6)在煤油中的0.4w/v％溶液。
在该套线香基材上用微型注射器均匀滴加8ml上述溶液，然后在室温下放置3小时以得到一套具有0.08w/w％化合物(6)的盘式蚊香VI。
应用实施例7
向99.2重量份的玉米淀粉、碳粉和木粉(1:5:4)的混合物中加入120重量份的水并捏合成形，然后烘干形成线香状蚊香基材(直径12.0cm，厚4mm，一对重40g)。
另一方面，制备Es-丙烯菊酯在煤油中的4.0w/v％溶液。
在该套线香基材上用微型注射器均匀滴加8ml上述溶液，然后在室温下放置3小时以得到一套具有0.8w/w％Es-丙烯菊酯的盘式蚊香VII。
应用实施例8
将应用实施例1-7的盘式蚊香按照GB13917.4-92进行灭蚊药效测定对比，试虫为淡色库蚊，羽化后2-3天未吸血雌蚊；具体过程为用吸蚊管吸取20头试蚊，放入密闭圆桶测试装置，任取被测试蚊香一段，放至香架上，点燃计时，1min后移走蚊香，每隔一段时间记录被击倒的试蚊数，20min后将全部供试蚊转移至清洁的养虫笼中，24h后检查死试蚊数。
实验结果见表1：
表1.本发明化合物与对比化合物灭蚊效果的比较